2018 Fiscal Year Annual Research Report
先進的気球観測による南極域における大気重力波の確率的振る舞いの解明
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18H01276
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐藤 薫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90251496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 功 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (00291245)
冨川 喜弘 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (20435499)
齋藤 芳隆 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スーパープレッシャー気球 / 大気重力波 / 成層圏 / 対流圏 / 南極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、南極でのスーパープレッシャー気球観測により、大気重力波の運動量フラックスの水平分布・確率密度分布を取得し、南極昭和基地大型大気レーダー（PANSY）で得られる運動量フラックスの時間高度断面と組み合わせることで、南極域における大気重力波による運動量輸送の3次元的描像を得ることを目的としている。
2018年度は、スーパープレッシャー気球に搭載する観測装置の設計・試験を測器メーカーと共同で進めた。気圧センサーについては、所望の性能が得られるチップ型センサーの選定と地上試験を行ったが、入手の将来性の観点から引続きセンサーの調査を行うこととなった。気温センサー・GPSセンサーについては、ラジオゾンデで使用されている汎用品を選定した。取得データおよび外部からのコマンドはイリジウムSBDで送受信することとし、必要な基板の設計を行った。スーパープレッシャー気球は超低温下を長時間飛翔することから、筐体の設計と熱解析を行い、筐体内を基板・センサーの動作保証温度内で維持する方策を検討した。それらをもとに搭載装置の動作可能時間の検討を行い、1-2ヶ月間の観測が可能であることを確認した。
上記とともに、スーパープレッシャー気球の開発、放球方法の検討、飛翔中のフライトコントロールとQLシステム、取得データの解析システムに関する検討を進めている。
また、相補観測であるPANSYレーダーデータで調べた重力波の間欠性が、フランスのグループの先行研究であるスーパープレッシャー気球観測と調和的であること、高度によりその特徴が異なるため、フランスのグループが観測していない高度も調べる必要があることなどが改めて確認された。さらに、既存のレーダーデータや、再解析データ等を用いて、南極での重力波観測の重要性を確認するための研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本計画は南極でのスーパープレッシャー気球観測を目的としており、2018年度は気球搭載装置の開発と各種試験、および試作機の製作を予定していた。しかし、本搭載装置の中でも特に重要な気圧測定用のセンサーの選定・試験において、所望の性能が得られることを確認するために当初想定よりも長期の試験を行う必要があることが明らかとなり、年度内に試作機の製作までを実施することは時間的に難しくなった。そこで、計画を変更し、2018年度には搭載装置の開発・試験までを行い、試作機の製作は2019年度に実施することとした。その結果、初年度の契約では試作機を購入するのではなく、開発・試験の結果を報告書として納入してもらう形となり、経費的には直接経費の費目を物品費からその他へ変更することとなった。しかし、2020年度の国内気球実験および南極での本観測には十分に間に合うスケジュールとなっており、本課題の目的達成に支障はない。本研究の科学目標をクリアにするいくつかの研究も進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度中には搭載装置のさらなる検討と試験を行い、試作機を制作する。2020年度前半に試作機を用いた国内試験観測を実施した後、実機を製作し、2020年度後半に南極での本観測を実施する予定である。並行して、来年度も今年度に引き続き、本観測で狙うべき科学目標をよりクリアにするための既存データを用いた研究も進める。
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